Question

5．小明按照课本中“综合实践活动”的要求制作简易密度计．
（1）取一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口．塞入金属丝作为配重为了降低吸管的重心，从而让它能够竖直的漂浮在液面上．小明制作密度计的原理是利用了物体漂浮在液面时，浮力等于重力（大于/小于/等于）
（2）将吸管放到水中的情景如图（a）所示，测得浸入的长度为H；放到另一液体中的情景如图（b）所示，浸入的长度为h．用ρ_液、ρ_水分别表示液体和水的密度，则
ρ_液大于ρ_水（大于/小于/等于），h与ρ_水、ρ_液及H的关系式是h=$\frac{{{ρ_水}H}}{ρ_液}$．
（3）小明做了五次实验，获得的数据如下：

实验次数	1	2	3	4	5
液体密度ρ/（g/cm-3）	0.8	0.9	1.0	1.1	1.2
浸入的深度h/（cm）	6.3	5.6	5	4.5	4.2

小明根据实验数据在吸管上标出0.8、0.9、1.0、1.1、1.2刻度线（单位g/cm³）．结果发现，1.1刻线是在1.0刻线的下（上/下）方，相邻刻线的间距不均匀（均匀/不均匀）．
（4）通过比较实验2和3，不可以（可以”“不可以”）研究浮力大小与液体密度的关系，原因是没有控制V_排相同
（5）制作完毕后，小明发现1.1和1.2两刻度线的距离较小，请提出一个方法使两条刻度线之间的距离大一些，使测量结果更精确．方法：换用更细的吸管．

Answer 1

分析 （1）因为密度计是一根两端封闭即空心的，为了使它保持竖直的漂浮，就在其下端塞人适量金属丝；
（2）从图（a）和图（b）中可以看出，吸管在水和另一种液体中，浸入的深度不同，但都漂浮，所以浮力相等，都等于自身的重力，根据公式F_浮=ρgV_排通过比较排开液体的体积大小可以比较液体密度的大小，同时可得出h与ρ_水、ρ_液，及H的关系式．
（3）根据（2）得出的结论，密度计的刻度线上端刻度小、下端刻度大和上端刻度疏、下端刻度密．
（4）根据控制变量法可知研究浮力大小与液体密度的关系，应控制物体排开液体的体积相同；
（6）为了使测量结果更准确，使简易密度计上两刻度线之间的距离大一些，因为△V=S△h，所以可知减小S，即可使h变大，据此设计即可．

解答 解：
（1）为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中，吸管下端塞入一些金属丝作为配重，这样做目的是为了降低重心，让密度计竖直漂浮在液体中；
小明制作密度计的原理是利用了物体漂浮在液面时，浮力等于重力．
（2）由于吸管在（a）、（b）图中均漂浮，
所以F_浮=G，
则在水和另一种液体中受到的浮力相等，
所以F_浮=ρgV_排，V_排a＞V_排b，
所以ρ_水＜ρ_液．
设吸管的底面积为S，根据物体浮沉条件可知，
F_浮水=F_浮夜，即ρ_水gSH=ρ_液gSh，
h=$\frac{{ρ}_{水}H}{{ρ}_{液}}$．
（3）根据（2）可知，将上端刻度与下端刻度进行比较，得到刻度线的两个特点是：上端刻度小、下端刻度大和上端刻度疏、下端刻度密；即1.1刻线是在1.0刻线的下方，相邻刻线的间距不均匀．
（4）由于浮力的大小与液体的密度、物体排开液体的体积有关，则根据控制变量法可知：研究浮力大小与液体密度的关系，应控制物体排开液体的体积相同；而实验2和3，控制排开水的体积不相同，所以不可以研究浮力大小与液体密度的关系；
（5）由于△V=V_排1-V_排2=s△h，所以，使△h变大，应减小S即可，即具体做法是：用更细的吸管．
故答案为：
（1）重心；等于；      
（2）大于；$\frac{{{ρ_水}H}}{ρ_液}$；
（3）下；不均匀；  
（4）不可以；没有控制V_排相同；       
（5）换用更细的吸管．

点评 密度计是物体的沉浮条件的实际应用，结合阿基米德原理和沉浮条件分析有关问题．放入不同的液体，液体密度越大，排开体积越小是此题的突破点；会根据表达式得出判断可得是否均匀是此题关键．